Simulado FUVEST 2027 — questão 24 de Física
Enunciado em texto
O espectro atômico funciona como uma impressão digital cósmica, pois cada elemento químico emite ou absorve luz em comprimentos de onda específicos e imutáveis. Ao decompor a luz de estrelas e galáxias, os cientistas conseguem identificar esses padrões fixos, que servem como uma régua de comparação absoluta entre o que é observado no laboratório e o que vem das profundezas do espaço.
A prova da expansão do universo surgiu quando Edwin Hubble percebeu que essas linhas espectrais em galáxias distantes estavam deslocadas para o vermelho (redshift). Esse fenômeno é análogo ao efeito Doppler sonoro. Como esse padrão se repete em quase todas as direções, conclui-se que o próprio espaço entre as galáxias está em constante expansão.
Disponível em https://www.jpl.nasa.gov/edu/resources/. Adaptado. Qual das alternativas explica corretamente a relação entre os modelos atômicos e a descoberta de Hubble?
(A) As linhas espectrais mudam de posição porque os átomos em galáxias distantes são mais antigos e possuem níveis de energia diferentes dos átomos encontrados atualmente na Via Láctea.
(B) O modelo atômico de Bohr estabelece que os elétrons emitem fótons em frequências específicas; o deslocamento dessas frequências conhecidas para o vermelho (redshift) comprova o afastamento das galáxias.
(C) O desvio para o vermelho ocorre porque os átomos das galáxias distantes estão se expandindo fisicamente, tornando-se maiores e alterando a distância entre o núcleo e os elétrons.
(D) Hubble provou que o hidrogênio nas galáxias distantes possui um espectro de emissão diferente do hidrogênio da Terra, o que invalidou o princípio da universalidade das leis da física.
(E) As linhas de absorção observadas por Hubble são causadas pela poeira cósmica que desacelera a luz, fazendo com que os fótons percam energia e mudem de cor sem que haja movimento real das galáxias.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.
Resolução comentada
O que a questão pede: o que o deslocamento das linhas do espectro das galáxias revela.
No modelo de Bohr, cada elemento só emite ou absorve luz em certas frequências bem definidas (as 'linhas' do espectro), que conhecemos no laboratório.
Na luz das galáxias distantes essas mesmas linhas aparecem deslocadas para o vermelho (frequências menores) — é o redshift.
Pelo efeito Doppler, luz 'esticada' para o vermelho quer dizer que a fonte está se afastando. Foi assim que Hubble descobriu que as galáxias se afastam de nós.
Resposta: alternativa B.
Resolução em vídeo
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